接触碟方法(Contact Plate Method)是目前制药洁净室表面微生物监测中最普遍采用的行业标准方法之一。
对于无菌产品的生产而言,欧盟GMP附录1 中提到,洁净室的微生物监测应包括使用直径为 55 毫米的接触碟对特定表面位置进行采样,并规定了此项监测应适用的限度。同时,期望能提供采样方法回收效率的相关支持数据。
这是因为环境监测中接触碟法具有其自身的局限性。比如,这些方法存在以下局限性:
培养基依赖性:无法通过单一培养基或培养条件恢复所有微生物,尤其是受到亚致死损伤或处于应激状态的微生物。
回收率问题:微生物附着在表面时,其回收率受表面类型、采样压力和时间等因素影响。
操作一致性:采样过程中的压力、时间和技术差异可能导致数据波动。
因此,尽管接触碟法已被广泛应用于定量检测平坦表面的微生物污染,但其回收率往往较低,且受操作者技术差异的影响较大。并且在实际操作中的标准化程度不足,尤其是采样时间缺乏统一规范,导致数据可比性和准确性受到影响。
Tim Sandle 发表了一篇研究文章,主要目的是探讨制药洁净室表面微生物监测中接触碟法的回收效率,特别是通过实验评估接触时间对微生物回收率的影响,从而优化采样方法并提高环境监测数据的可靠性。
研究聚焦于解决这一实际问题,通过系统实验分析不同接触时间(10秒、20秒和30秒)对两种常见洁净室表面(不锈钢316和乙烯基Vinyl, PVC)上金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)回收率的影响,旨在为制药行业提供科学依据,以制定更高效的采样方案。
之所以实验选择金黄色葡萄球菌作为测试微生物,因其是洁净室中常见的人类皮肤共生菌,且可能成为潜在病原体。而两种测试表面(不锈钢和乙烯基)分别代表洁净室中广泛使用的硬质和柔性材料。研究通过三重复实验和十次连续采样,量化了不同时间下的回收率差异,并与阳性对照组(理论CFU值)对比。
此外,研究采用标准化设备固定采样压力(500克力),仅变量化接触时间,以排除压力差异的干扰,从而单独评估时间对回收率的作用。
通过这种实验设计,试图回答一个具体的科学问题:在固定压力下,延长接触时间是否能显著提升微生物回收率?
实验结果
- 回收率差异:乙烯基表面的回收率显著高于不锈钢(10秒时分别为28%和13%)。
- 时间影响:
10秒:不锈钢和乙烯基的首次采样回收率分别为13%和28%,累计回收率分别为39%和63%。
20秒:回收率提升至19%(不锈钢)和31%(乙烯基),累计回收率分别为55%和64%。
30秒:与20秒相比无显著改进(不锈钢17%,乙烯基30%)。
- 其他信息:显示累计回收率随采样次数增加而上升,但单次采样回收率不超过25%。


结果显示,20秒接触时间的回收率显著优于10秒,但延长至30秒并未带来进一步改善。意味着,20秒作为最优采样时间的实用性。研究进一步指出,单次接触碟的回收率不超过25%,表明现有方法可能严重低估表面实际污染水平,这一结论对洁净室风险评估和监测计划设计具有重要启示。
此外,可以发现,乙烯基表面的回收率始终高于不锈钢,这与表面粗糙度和润湿性差异有关;不锈钢的微观粗糙结构(Ra~1μm)增加了微生物滞留概率,而乙烯基的平滑表面(Ra~0.2μm)且润湿性适中,更利于微生物脱离。
这说明,微生物在表面的附着状态(如可逆或不可逆附着)以及表面材料的物理化学特性(如粗糙度、疏水性)均可能显著影响回收效果。
因为,微生物倾向于附着在表面而非游离状态,其附着过程分为可逆和不可逆两个阶段:
初期阶段,可逆附着:通过物理化学作用(如静电相互作用)快速完成(<1分钟)。 中期阶段(生物膜初始)不可逆附着:涉及生物分子变化(生物分子介导的固定),数分钟至数小时完成。
显然,初期阶段更好回收,但到了进一步的中期阶段,较高粗糙度的微观凹陷将提供“避风港”,减少剪切力对微生物的剥离。光滑表面(如乙烯基,Ra~0.2 μm)附着难度较高,与研究中乙烯基回收率更高的结果一致。
局限性
尽管该研究系统评估了接触时间对微生物回收率的影响,并提出了优化建议,但仍存在以下局限性,需要在应用结论时予以注意:
仅测试金黄色葡萄球菌单一菌种,未能涵盖洁净室中常见的其他微生物(如革兰氏阴性菌、真菌和芽孢杆菌),且未考虑微生物群落的相互作用;实验仅针对不锈钢和乙烯基两种材料,未评估其他常见洁净室表面(如玻璃、环氧树脂)的影响;
且单次采样实验通过10次连续采样推算单次回收率,但实际监测中仅单次采样,可能低估污染水平。同时,一些其他研究表明,某些菌种(如Micrococcus)在特定表面上的单次回收率可达40-50%。
另外,此研究在静态条件下进行,未考虑洁净室动态环境(如气流、人员活动)的影响,而实际洁净室存在人员活动、设备振动等干扰,可能影响采样一致性;
虽然固定了500g的采样压力,但不同操作者或设备可能施加不同压力(如300g vs 700g),这里未探讨压力与时间参数的交互作用。这些因素限制了研究结论的普适性,建议未来扩展更多微生物种类、表面材料和动态环境条件下的验证实验。
结论
接触碟方法目前是制药洁净室表面微生物监测的最普遍和权威的方法之一,但其应用需严格遵循标准操作(如本研究推荐的20秒接触时间),并针对不同表面类型和监测需求搭配辅助技术。未来随着快速检测技术的成熟,传统培养法的主导地位可能逐渐演变,但在可预见的未来,接触碟仍将是GMP合规性监测的核心工具。
作者:Shengyi
来源:拾西
公众号日期:2025年7月28日
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